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热力学第一定律

热力学第一定律

陆海皱眉:“不对是什么意思?你当时都做了些什么?”

“我就在心中默念热力学第一定律的内容啊。”

“那就奇怪了,唔……我们去找白娇问问吧,看看有没有这种回答正确真理之门却没有开启的情况。难道是因为我们不是这个世界的原住民的原因吗?白娇说真理之门是最初之神给这个世界生灵的馈赠。”

听到陆海的猜想,陆晞的表情立刻就垮了,“不,不会吧,那岂不是说我们只能一辈子这么弱小了吗?!对了,陆海你修炼的情况怎么样?你可是咱们班的学霸,考试是你最拿手的事情了,应该没问题吧!“

陆海苦笑:“别说题目了,我根本就感应不到真理之门的存在。连真理之门都没有,最初之神看来很讨厌我啊。”

听到陆海无法修炼,陆晞看上去比自己修炼受阻还要难受:“怎么,怎么会这样啊?”

陆海突然心思一转,注意到了一个盲点,问道:“陆晞,你给我说说热力学第一定律的内容是什么?”

“(ˉ▽ ̄~) 切~~,你还瞧不起我啊!因为这条定律内容很怪,我可是刻意背过的,绝对不可能错。听好了。”

说着,陆晞一字一顿的背诵起来:“如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡,则它们彼此也必定处于热平衡。这条定律是一个英国物理学家提出来的,好像叫什么拉什么什么的。”

“是拉尔夫·福勒。”陆海补充到。

“对!拉尔夫·福勒。怎么样,我居然背下来了,是不是很出乎意料啊?”陆晞一脸的得意。

“唉……”陆海以手掩面,“你背的没错。可惜刚才那条定律是热力学第零定律,你记混了。热力学第一定律,其实就是能量守恒定律,它的表述是这样的:自然界一切物质都具有能量,能量有各种不同的形式,可以从一种形式转化为另一种形式,从一个物体传递到另一个物体,在传递与转化中能量的数量不变。”

“啊?!”陆晞原本还自信满满的,但是听到陆海的话,顿时傻眼了,“有,有什么办法嘛,平时班委的工作太忙了,热力学与统计物理这门课人家挂了嘛。”

“好,既然知道问题出在哪里,那我就再试一次。”说完,陆晞就急不可耐的盘腿坐在地上开始冥想。

约摸过了十几分钟,陆晞再次一脸懵逼的睁开了眼睛。

“奇怪,怎么回事?还是不对啊!”

“还是不对?!”陆海以手杵头,陷入了沉思。

“也许是真理之门理解不了?要不你再用热力学第一定律的数学形式试试?数学可是全宇宙通用的语言。”

说罢,陆海找了块小石头在地上写到:

Ub-Ua=W+Q

“记住了吗?”

“没问题。我再试一次,这次绝对成功。”陆晞自信满满的答道。

说着,陆晞又开始冥想。

时间又向前前进了十余分钟的时候,陆晞终于睁开了眼睛,露出了一副抓狂的神色。

“还是不对!这怎么可能呢!!!!!!!”

一时间,陆晞和陆海两人都陷入沉思,到底哪里出问题了呢?昏暗的石室中安静的令人心悸。

“难道,难道我们这些异世界人真的无法修炼吗?”陆晞有些绝望地说到,都带着哭腔了。这也难怪,看看祭坛处的尸体就知道了,这个世界的普通人活的是多么艰辛。

“啪!”陆海突然一拍手,“我想我知道问题出在哪了。看来直接把答案告诉你是没用的,必须你自己弄懂才行。”

“你这个猜想,有什么根据吗?”

“没有,不过也只能试一下了,不对吗?”

“说的也是,试一下也没啥损失,但是咱们穿越地时候可没有带教科书啊!这可咋整?”

“没关系。”陆海嘴角露出一丝微笑,“我多少还记得一点,我来教你吧。”

“噢噢噢,陆老师请讲。小女子洗耳恭听。”

陆海便一边回忆思索,一边慢慢地讲了起来。

首先要明确绝热过程和内能的概念。

绝热过程是指在一个系统和外界之间没有热量交换地过程。需要注意的是,这个过程中系统可以和外界通过机械作用或电磁作用来进行能量交换的。

焦耳在十八世纪曾做过一个实验。他制作了两个用保温材料紧紧包裹的水箱,这样的水箱可以近似的看作绝热系统。

在一个水箱中焦耳放了一个叶片,箱子外的重物下降,通过绳子带动水中的叶片搅动水而使水温升高。

在另一个水箱中,焦耳放了一个电阻,箱子外给电阻接上电源,利用电阻的热效应,令电流通过电阻使水温升高。

焦耳还做了其它大量类似的实验,最终他发现,用各种不同的绝热过程使物体升高一定的温度,所需的功在实验误差范围内是相等的。

这个事实说明,系统经过绝热过程,从初态变化到终态,在此过程中外界对系统所做的功仅仅取决于系统的初态和末态,而与过程无关,与用什么方法使水升温无关。

所以,可以用绝热过程中,外界对系统做的功W定义一个态函数U在末态B和初态A之差:

W=Ub-Ua

这个态函数U被称作内能。

若系统经历的过程不是绝热过程,则在过程中外界对系统所做的功W不等于过程前后其内能的的变化Ub-Ua,二者之差就是系统在过程中从外界吸收的热量Q=Ub-Ua-W。

上式就是对热量Q的定义。移项后就可以得到:

Ub-Ua=W+Q

上面说的是有限的过程,如果系统经历一个无穷小的过程,内能的变化为dU,外界对系统所作的功为dW,系统从外界吸收的能量为dQ,则有式子:dU=dW+dQ.。

最后总结一下,自从焦耳以无可辩驳的精确实验结果证明机械能,电能,内能之间的转换满足守恒关系以后,人类就公认能量守恒定律是自然界的一个普遍规律。这一点,就算是到了异世界也不会改变。

自从伽利略推翻了以亚里士多德为代表的,依靠主观思考和纯推理方法得出结论的研究方法,开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学以来,人类依靠这套机制在自自然界中披荆斩棘,无往不利,并创造了极大丰富的物质财富。这就是科学的力量!

“听懂了吗?”陆海问道。

“懂啦懂啦!别拿我当弱智呀,我只是没花时间在学习上而已啊。”

说完,陆晞又开始了冥想。

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